Способ определения уровня заполнения путем передачи сигналов с различным шагом изменения частоты - RU2015132557A

1. Способ определения уровня заполнения резервуара продуктом, использующий радарную систему измерения уровня и включающий следующие этапы:

посылают в направлении поверхности продукта первый передаваемый сигнал, содержащий временную последовательность первого количества различных дискретных частот, которая задает первую ширину полосы, причем первый передаваемый сигнал характеризуется первым отношением, а именно отношением первой ширины полосы к первому количеству различных дискретных частот,

принимают первый отраженный сигнал, образующийся в результате отражений первого передаваемого сигнала у границ скачков импеданса на его пути,

смешивают первый передаваемый сигнал и первый отраженный сигнал, формируя сигнал, имеющий первую промежуточную частоту,

на основе сигнала, имеющего первую промежуточную частоту, получают первый набор данных, представляющий собой первую группу отобранных сигналов, включающую эхо-сигнал, отраженный от поверхности,

посылают в направлении поверхности продукта второй передаваемый сигнал, содержащий временную последовательность второго количества различных дискретных частот, которая задает вторую ширину полосы, причем второй передаваемый сигнал характеризуется вторым отношением, а именно отношением второй ширины полосы ко второму количеству различных дискретных частот, не совпадающим с первым отношением,

принимают второй отраженный сигнал, образующийся в результате отражений второго передаваемого сигнала у границ скачков импеданса на его пути,

смешивают второй передаваемый сигнал и второй отраженный сигнал, формируя сигнал, имеющий вторую промежуточную частоту,

на основе сигнала, имеющего вторую промежуточную частоту, получают второй набор данных, представляющий собой вторую группу отобранных сигналов, включающую эхо-сигнал, отраженный от поверхности,

путем сопоставления первого набора данных и второго набора данных идентифицируют подгруппы, выделенные из указанных первой и второй групп и отвечающие отражению передаваемого сигнала у границ скачков импеданса на одном и том же уровне в резервуаре, и

используя указанные подгруппы, определяют уровень заполнения.

2. Способ по п. 1, в котором второе количество различных дискретных частот существенно меньше, чем первое количество различных дискретных частот.

3. Способ по п. 2, в котором второе количество различных дискретных частот меньше половины первого количества различных дискретных частот.

4. Способ по п. 1, дополнительно включающий этап, на котором в качестве эхо-сигнала, отраженного от поверхности, выбирают один из отобранных сигналов, входящий в указанные подгруппы, выделенные из указанных первой и второй групп, а уровень заполнения определяют по указанному эхо-сигналу, отраженному от поверхности.

5. Способ по п. 1, в котором разность между смежными частотами первого количества различных дискретных частот является целым кратным для первого отношения, а именно отношения первой ширины полосы к первому количеству различных дискретных частот, а разность между смежными частотами второго количества различных дискретных частот является целым кратным для второго отношения, а именно отношения второй ширины полосы ко второму количеству различных дискретных частот.

6. Способ по п. 5, в котором разность между смежными частотами первого количества различных дискретных частот равна указанному отношению первой ширины полосы к первому количеству различных дискретных частот, а разность между смежными частотами второго количества различных дискретных частот равна указанному отношению второй ширины полосы ко второму количеству различных дискретных частот.

7. Способ по п. 1, в котором в первом передаваемом сигнале каждую дискретную частоту, отличающуюся от остальных частот, передают с первой длительностью, а во втором передаваемом сигнале каждую дискретную частоту, отличающуюся от остальных частот, передают со второй длительностью.

8. Способ по п. 7, в котором первая длительность равна второй длительности.

9. Способ по п. 1, в котором этап определения первого набора данных включает преобразование сигнала с первой промежуточной частотой в первый частотный спектр, а этап определения второго набора данных включает преобразование сигнала со второй промежуточной частотой во второй частотный спектр.

10. Способ по п. 9, в котором этап определения первого набора данных дополнительно включает преобразование первого частотного спектра в первую репрезентацию эхо-сигналов, отображающую расстояние для каждого из отобранных сигналов, входящих в указанную первую группу, а этап определения второго набора данных дополнительно включает преобразование второго частотного спектра во вторую репрезентацию эхо-сигналов, отображающую расстояние для каждого из отобранных сигналов, входящих в указанную вторую группу.

11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором первый передаваемый сигнал и второй передаваемый сигнал являются последовательно передаваемыми сигналами.

12. Радарная система измерения уровня, предназначенная для определения уровня заполнения резервуара продуктом и содержащая

источник микроволнового сигнала, управляемый с возможностью генерировать первый передаваемый сигнал и второй передаваемый сигнал,

распространяющее устройство, подключенное к источнику микроволнового сигнала и способное распространять первый передаваемый сигнал и второй передаваемый сигнал в направлении поверхности продукта, находящегося в резервуаре, а также распространять в обратную сторону от указанной поверхности первый и второй отраженные сигналы, являющиеся результатом отражений первого и второго передаваемых сигналов у границ скачков импеданса, встречающихся на пути первого и второго передаваемых сигналов соответственно,

смеситель, подключенный к источнику микроволнового сигнала и к распространяющему устройству и выполненный с возможностью смешивать первый передаваемый сигнал с первым отраженным сигналом, а второй передаваемый сигнал со вторым отраженным сигналом, формируя в результате сигналы с первой и второй промежуточными частотами соответственно, и

процессорный контур, подключенный к источнику микроволнового сигнала и к смесителю и содержащий

управляющее устройство для источника микроволнового сигнала, выполненное с возможностью управлять указанным источником икроволнового сигнала, чтобы обеспечить генерирование следующих сигналов:

первого передаваемого сигнала, содержащего временную последовательность первого количества различных дискретных частот, которая задает первую ширину полосы, причем первый передаваемый сигнал характеризуется первым отношением, а именно отношением первой ширины полосы к первому количеству различных дискретных частот, и

второго передаваемого сигнала, содержащего временную последовательность второго количества различных дискретных частот, которая задает вторую ширину полосы, причем второй передаваемый сигнал характеризуется вторым отношением, а именно отношением второй ширины полосы ко второму количеству

различных дискретных частот, не совпадающим с первым отношением,

процессор сигнала, выполненный с возможностью определять:

первый набор данных, представляющий собой первую группу отобранных сигналов, включающую эхо-сигнал, отраженный от поверхности, и сформированную с использованием принятого от смесителя сигнала с первой промежуточной частотой, и

второй набор данных, представляющий собой вторую группу отобранных сигналов, включающую эхо-сигнал, отраженный от поверхности, и сформированную с использованием принятого от смесителя сигнала со второй промежуточной частотой,

компаратор, выполненный с возможностью сопоставлять первый набор данных и второй набор данных, чтобы идентифицировать подгруппы отобранных сигналов, выделенные из указанных первой и второй групп и отвечающие отражению передаваемого сигнала у границ скачков импеданса, находящихся на одном и том же уровне в резервуаре, и

определитель уровня, выполненный с возможностью определять уровень заполнения, используя подгруппы, выделенные из указанных первой и второй групп.

13. Система по п. 12, в которой процессор сигнала дополнительно содержит преобразующий контур, выполненный с возможностью преобразовывать сигнал с первой промежуточной частотой в первый частотный спектр, а сигнал со второй промежуточной частотой во второй частотный спектр.

14. Система по п. 12 или 13, в которой преобразующий контур выполнен с дополнительной возможностью

преобразовывать первый частотный спектр в первую репрезентацию эхо-сигналов, отображающую расстояние для каждого из отобранных сигналов, входящих в указанную первую группу отобранных сигналов, и

преобразовывать второй частотный спектр во вторую репрезентацию эхо-сигналов, отображающую расстояние для каждого из отобранных сигналов, входящих в указанную вторую группу отобранных сигналов.